摘要：神经科学家正在开发绘制大脑系统的方法，使我们能够识别并遍及世界。...
许多行为研究表明，直到12岁左右，使用地标在大规模的空间中导航（称为基于地图的导航）。
埃默里大学（Emory University）的一项神经科学研究反驳了这一假设。通过将脑部扫描和虚拟环境结合起来的实验，研究人员称为小镇，他们表明五岁的孩子具有支持基于地图导航的大脑系统。
美国国家科学院的杂志会议记录发表了这一发现，这是第一个神经证据，表明这种认知能力在这样的幼儿中已经存在。
该研究的第一作者，埃默里心理学系的博士后研究员Yaelan Jung说：“尽管整个童年的大规模导航能力肯定会继续发展，但我们的发现表明，潜在的神经系统已经非常早就建立了。”
该研究的副教授兼研究高级作者丹尼尔·迪克斯（Daniel Dilks）补充说：“当时，基于地图的导航并没有花十年或更长时间，而是在一半的时间内进行了基于地图的导航。” “五岁的孩子的大脑系统使他们能够在一个微小的虚拟小镇上找到自己的路。他们不仅知道山区的冰淇淋商店与湖区的冰淇淋商店不同，而且他们知道如何在街道上航行以到达每个人。”
映射视觉大脑
Dilks在识别与面部，位置和对象处理相关的视觉皮层的特定功能的最前沿 - 我们如何识别和遍及我们的世界。他还开创了从婴儿期到成年期开发这些功能的时间表的方法。
他解释说：“神经科学中的两个基本问题是如何在大脑和知识的起源中组织的知识。换句话说，您诞生了什么知识，随着您成长，知识如何发展？”
fMRI的技术为这些问题提供了一个窗口。无害的无创技术使用巨型磁铁来扫描大脑并记录血液中的磁性。它测量了流向大脑区域的血液流量增加，表明区域更活跃。
在过去十年的成人研究中，DILKS实验室表明，大脑中的三个场景选择区域执行单独的，非重叠的任务。 Parahampocampal Place区域（PPA）使我们能够识别位置并将其聚集在类别中。肾后复合体（RSC）将这些位置映射到更大空间内的适当位置，从而使我们可以从一个地方导航到另一个地方。枕叶区域（OPA）使我们能够在周围的周围环境中行走，而不是遇到边界或其他障碍。
迪克斯说：“我们现在无法解决大多数神经系统问题。” “但是，通过继续进一步了解大脑通常如何发展和功能，我们将在出现问题时继续靠近能够修复它。”
步行导航与基于地图的导航
在2024年，迪尔克斯（Dilks）和荣格（Jung）发现，避免界限和障碍的大脑系统直到8岁才看起来像成人。
“这似乎是违反直觉的，”迪克斯说。 “大多数孩子都可以在两个年龄之前步行。但是，大脑系统可以帮助您在周围的周围行走，直到相对较晚才开始像成人一样。”
Dilk和Jung的理论是，基于地图的导航似乎更复杂，更复杂的能力。他们指出，即使在他们走得很好之前，孩子们也会从房间到房间里带走，并从置于位置接送婴儿推车，从而使他们基本上建立了周围环境的地图。
对于当前的论文，他们为五岁儿童创建了实验方案来检验其理论。
他们从Dilks Lab开发的成人研究开发的虚拟城镇，称为Neuralville。它由在城镇广场周围的街道上布置的八座建筑物组成，并由四个主要的方向定向。
在与埃默里（Emory）儿童学习中心注册的五岁参与者的测试中，荣格很快得知Neuralville对他们来说太复杂了。她简化了范式，将其变成三角形，并称其为小镇。独特的景观不是主要的方向，而是描绘了三角形的每个点，包括山角，树角和湖角。
她为小镇创建了六个结构，其中包括儿童通常感兴趣的两个类别：冰淇淋商店，游乐场和消防局。
使科学变得有趣
荣格说，与儿童参与者进行实验需要创造力和耐心。
她解释说：“我们想解决我们要回答的科学问题，但重要的是，参加研究的孩子有一个美好的时光。我们希望他们留下对科学的良好印象。”
荣格首先使用计算机上的箭头钥匙熟悉了一个孩子到虚拟小镇，以便在街道上移动并到达不同的地方。然后，她邀请孩子做同样的事情。她说：“他们是如此擅长，这令人着迷。”
这种熟悉之后是他们的知识测试。她向一个孩子展示了小镇的静止图像，并提出了以下问题：您在小镇上看到这座建筑吗？是在山角吗？
大多数孩子通过了这项测试，进入了下一个阶段：扫描培训。
荣格将培训过程变成了涉及儿童和成人实验室成员的游戏。成年人会指向孩子说：“冻结！”
荣格说：“孩子们喜欢它！他们特别喜欢将成年人冻结在房间里。” “他们要指向我们一个人说，'现在轮到你了！'”
研究人员向参与者解释说，扫描仪就像摄像机一样，他们需要完全静止地固定，以便他们在机器中执行任务时的照片并不模糊。
然后，对孩子们进行了训练，可以完成类似游戏的任务，以响应来自Tiny Town的配对图像而按下按钮。例如，如果显示了带有山脉图像的特定消防局的图像，则如果将这种情况正确映射到小镇上，则需要按下按钮。
参与者在进入实验之前，在模拟扫描仪中练习任务。荣格说：“我们给了他们一条毯子和一个枕头，使它变得舒适，并解释说他们将在自己的私人剧院看电影。” “他们真的很喜欢这个主意。”
由此产生的数据表明，五岁的孩子可以学习地图并将其掌握在他们的脑海中。为此，他们使用了自己的RSC-大脑区域专门编码建筑物在地图中的位置，从而使我们可以从一个地方导航到另一个地方。
锦上添花的是，参与研究的每个人（包括研究人员）都喜欢这种体验。
荣格说：“与孩子们一起工作真的很有趣。” “我了解到五岁是扫描孩子的神奇时期。他们往往不怕新事物。”
Dilks Lab现在正在深入研究大脑如何通过制定幼儿协议来识别和移动世界的能力的问题。
他们证明了比婴儿和五岁的孩子更大的挑战。三岁的母亲荣格说：“在两到三岁之间，孩子们基本上不听你的话。”
她和她的实验室伴侣正在尝试制定涉及扫描仪，卡通和Cheerios的纸板模型的策略。
荣格说：“探索人类如何将大脑的不同部分用于复杂行为以及如何随着年龄和经验而变化，这是令人着迷的。” “我们为临床应用奠定了基础，包括对典型和非典型神经发育有更好的了解。”
